多层柔性电子器件的自主排列和修复

自我修复的柔性电子和机器人设备可以像人的皮肤一样，从损伤中自动恢复。虽然目前设备对所有功能层都使用单一类型的动态聚合物涂覆以确保强层间黏附，但这种方法需要手动层对齐。

在这项研究中，研究组使用了两种动态聚合物，其具有不相容的骨架，但有着相同的动态键以保持层间黏附，同时在修复过程中实现自主重新排列。这些动态聚合物表现出宽度可调的弱互穿和黏合界面。

当多层聚合物膜在损伤后错位时，这些结构在修复过程中自动重新排列，以最大限度地减少界面自由能。研究组制造了具有导电、介电和磁性颗粒的设备，这些设备在损坏后可以自愈，从而实现薄膜压力传感器、磁性组装软机器人和水下电路组装。

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https://doi.org/10.1126/science.adh0619

3D打印纳米级光学玻璃的无烧结低温路径

二氧化硅玻璃的三维（3D）打印主要依靠传统的颗粒烧结技术。在纳米尺度上，这限制了其在微系统技术中的应用，从而阻碍了技术突破。

研究组介绍了用多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）树脂制备的自由形态熔融二氧化硅纳米结构的无烧结、双光子聚合3D打印。与颗粒负载的牺牲黏合剂相反，该POSS树脂本身构成连续的硅氧分子网络，仅在650℃下就可形成透明的熔融二氧化硅。

该温度比将离散二氧化硅颗粒熔融为连续体的烧结温度低500℃，这使得二氧化硅3D打印低于基本微系统材料的熔点。同时，研究组实现了四倍分辨率增强，使可见光纳米光子学成为可能。

通过展示优异的光学质量、机械弹性、易于加工和可覆盖的尺寸规模，该材料为无机固体的微纳米3D打印设定了基准。

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https://doi.org/10.1126/science.abq3037

以轨道分辨率跟踪C-H活化

过渡金属对碳-氢（C-H）键的反应性取决于金属中心电子给予和回收的相互作用。以可控方式操纵这种反应性很困难，因为设想的金属-烷烃电荷转移相互作用在实验实现上颇具挑战性。

利用时间分辨X射线光谱，研究组跟踪了环戊二烯基-铑-羰基配合物在辛烷C-H活化过程中的电荷转移相互作用，在飞秒到纳秒时间尺度的数据中发现了氧化态以及价轨道能和特征的变化。

X射线光谱特征反映了烷烃对金属的贡献如何决定金属-烷烃配合物的稳定性，以及金属对烷烃的反贡献如何通过氧化加成促进C-H键的断裂。在轨道水平上剖析电荷转移相互作用的能力，将助力操纵过渡金属的C-H反应性。

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https://doi.org/10.1126/science.adf8042

用于无线跟踪和传感的微型磁机械共振器

传感器微型化通过原位提供过程反馈，实现了微创医疗手术或患者监测等应用。理想情况下，微型传感器应该是无线、廉价的，并允许通过可负担的检测系统在足够距离上进行远程检测。

研究组从理论上分析了无线传感器的信号强度，并推导出体积小于1立方毫米的高信号共振磁机械传感器的简单设计方案。作为示例，研究组演示了在无屏蔽环境中实时跟踪飞行蜜蜂的位置和姿态、导航活检针、跟踪自由流动标记物，以及如何感知压力和温度。

研究组实现的传感器尺寸、测量精度和约25厘米的工作空间，为医疗和非医疗潜在应用提供了低成本无线跟踪和传感平台。

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https://doi.org/10.1126/science.adf5451

心脑联系：磁共振图像的表型和遗传学见解

心血管健康以复杂的方式与认知和心理健康相互作用，但人们对心脑系统的表型和遗传联系知之甚少。

研究组使用来自4万多名受试者的多器官磁共振成像（MRI）数据量化了心脑联系。心脏MRI特征显示了许多与脑灰质形态计量学、白质微观结构和功能网络的关联模式。

研究组确定了80个与心脏MRI特征相关的基因组基因座（P < 6.09×10-10），这些基因座与心血管和脑部疾病有共同的遗传影响，同时还观察到心脏MRI特征与大脑相关特征和疾病之间存在遗传相关性。

孟德尔随机化研究表明，心脏疾病可能会导致脑部疾病。该研究结果通过揭示心脑联系和共同遗传影响，推进了人类健康的多器官视角。

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https://doi.org/10.1126/science.abn6598

（未玖编译）